Самый короткий ответ: Это зависит от размера самой звезды!
Вселенная состоит из множества различных типов звёзд. Они могут не отличаться друг от друга, когда мы смотрим на небо и видим просто точки света. Однако по своей сути каждая звезда немного отличается от другой, и каждая звезда в галактике проходит такой жизненный путь, по сравнению с которым жизнь человека выглядит как просто быстрая вспышка в темноте.
Ну так вот! У каждой звезды есть свой возраст, свой эволюционный путь, который зависит от ее массы и других факторов. Одна из областей астрономии доминирует в поиске понимания того, как умирают звезды. Это связано с тем, что смерть звезды играет определенную роль в обогащении галактики после ее исчезновения.
Чтобы понять смерть звезды, нужно знать кое-что о её формировании и о том, как она проводит свою жизнь. Это особенно верно, поскольку способ формирования звезды влияет на её конечную судьбу.
Астрономы считают, что звезда начинает свою жизнь как звезда, когда в ее ядре начинается ядерный синтез. В этот момент она, независимо от массы, считается звездой главной последовательности. Это "жизненный путь", на котором проходит большая часть жизни звезды. Наше Солнце находится на главной последовательности уже около 5 миллиардов лет и будет существовать еще около 5 миллиардов лет, прежде чем превратится в звезду-красного гиганта.
Большую часть своей жизни звезда находится в деликатно сбалансированном состоянии, называемом гидростатическим равновесием, в котором гравитация, притягивающая звезду, уравновешивается внешним давлением, создаваемым ядерными реакциями в ядре звезды.
Этот толчок наружу происходит, когда в звезде происходит слияние ядер водорода с образованием ядер гелия, что приводит к всплеску энергии, поддерживающей форму и яркость звезды. Когда весь водород израсходован, звезда вступает на необратимый путь к своей гибели. Некоторое время в звезде будет гореть гелий, а самые крупные звёзды будут продолжать сжигать химические элементы вплоть до железа, но это лишь мимолётная отсрочка исполнения приговора. Звёзды бывают разных размеров — от всего 7% массы Солнца до 250 солнечных масс. Так какие же из них умирают быстрее всего?
У больших звёзд больше топлива для горения, но они также горят гораздо сильнее и ярче" сказал Райан Френч, физик Солнца из Университетского колледжа Лондона (Великобритания).
Их огромные размеры означают, что гравитация сжимает материал в их ядрах более интенсивно, чем в звездах меньших размеров, поэтому ядерные реакции в них протекают с повышенной скоростью.
Большие звезды фактически исчерпывают доступное им топливо гораздо быстрее, чем звезды меньших размеров. Самые массивные звёзды живут космически короткие сотни миллионов лет. Они живут быстро и умирают молодыми. Самые маленькие звезды, масса которых не превышает 10% массы Солнца, имеют гораздо меньше топлива, но даже в этом случае они могут просуществовать сотни миллиардов лет.
Но поскольку Вселенная образовалась всего 13,8 миллиарда лет назад, у маленькой звезды просто не было достаточно времени, чтобы достичь старости.
"Одна из самых старых звёзд, когда-либо обнаруженных — это звезда Мафусаил. Звезда, находящаяся на расстоянии 190 световых лет от Земли, названа в честь библейского персонажа, который, предположительно, прожил почти тысячелетие. "Текущая оценка возраста этой звезды составляет 13,7 миллиарда лет, - сказал Френч.
В противоположность, астрономы обнаружили несколько звёзд, называемых протозвездами, которые всё ещё находятся в процессе формирования. По данным Общества Макса Планка, возраст этих звезд, наблюдаемых с помощью Атакамского большого миллиметрового/субмиллиметрового массива (ALMA) в Чили, составляет менее 500 000 лет.
Люди пользовались каменными орудиями труда к тому времени, когда эти звёзды впервые зажглись сказал Райан Френч
Как же астрономы определяют возраст звезды?
Вообще, это не очень просто. Астрономы используют комбинацию измерений массы, яркости и скорости движения звезды в пространстве для сравнения с другими звёздами, а также компьютерное моделирование для оценки её возраста.
Возраст нашего Солнца составляет около 4,6 миллиарда лет — где-то между протозвездами и звездой Мафусаила. Астрономы считают, что Солнце находится почти на половине своего жизненного пути.
Примерно через 5 миллиардов лет Солнце перестанет перерабатывать водород в гелий в своем ядре — сказал Френч.
Когда в ядре Солнца закончится топливо для противодействия гравитации, оно начнёт сжиматься. Тем временем внешняя оболочка Солнца будет расширяться, так как в ней ещё есть водород для слияния.
Солнце станет настолько большим, что поглотит орбиты Меркурия и Венеры — говорит Френч.
Примерно через 1 миллиард лет внешнее ядро израсходует свой водород и перейдет к синтезу гелия. В конце концов, у Солнца закончится топливо, его ядро сожмётся в шар из углерода и кислорода, называемый белым карликом; его внешние слои рассеются и превратятся в туманность —оболочку горячей, оставшейся плазмы.
Красные гиганты
Главная последовательность не охватывает всю жизнь звезды. Это лишь один сегмент звездного существования, и в некоторых случаях это сравнительно короткая часть жизни.
Когда звезда израсходует все свое водородное топливо в ядре, она выходит из главной последовательности и становится красным гигантом. В зависимости от массы звезды, она может колебаться между различными состояниями, прежде чем в конце концов станет либо белым карликом, либо нейтронной звездой, либо разрушится
Одна из наших ближайших соседей (в галактическом смысле), Бетельгейзе, в настоящее время находится в стадии красного гиганта и, как ожидается, в любой момент в период до следующего миллиона лет может произойти сверхновая звезда. В космическом времени это практически "завтра".
Белые карлики и конец звёзд, подобных Солнцу
Когда звёзды малой массы, такие как наше Солнце, достигают конца своей жизни, они переходят в фазу красного гиганта. Это немного нестабильная фаза. Это происходит потому, что на протяжении большей части своей жизни звезда испытывает баланс между гравитацией, стремящейся втянуть всё внутрь, и теплом и давлением из ее ядра, стремящимся вытолкнуть все наружу. Когда эти два фактора уравновешены, звезда находится в состоянии, которое называется "гидростатическим равновесием".
В стареющей звезде борьба становится сложнее. Давление внешнего излучения из её ядра в конце концов преодолевает гравитационное давление материала, стремящегося упасть внутрь. Это позволяет звезде расширяться всё дальше и дальше в космос.
В конце концов, после расширения и рассеивания внешней атмосферы звезды остается только остаток ее ядра. Это тлеющий шар из углерода и других различных элементов, который светится при остывании. Хотя белый карлик часто называют звездой, технически он ею не является, поскольку в нем не происходит ядерного синтеза. Скорее, это звездный остаток, подобный черной дыре или нейтронной звезде. В конечном итоге именно этот тип объектов будет единственным остатком нашего Солнца через миллиарды лет.
Нейтронные звёзды
Нейтронная звезда, как и белый карлик, на самом деле является не звездой, а звездным остатком. Когда массивная звезда достигает конца своей жизни, она подвергается взрыву сверхновой. Когда это происходит, все внешние слои звезды падают на ядро, а затем отскакивают от него в процессе, называемом "отскоком". Материал улетает в космос, оставляя после себя невероятно плотное ядро.
Если материал ядра упакован достаточно плотно, он превращается в массу нейтронов. Суповая банка, полная материала нейтронной звезды, имела бы примерно такую же массу, как наша Луна. Единственные известные во Вселенной объекты с большей плотностью, чем у нейтронных звезд — это чёрные дыры.
Друзья, вы когда-нибудь задумывались насколько коротка наша жизнь? Звёзды живут миллионы и миллиарды лет, а многие из нас даже до 100 лет не дотягивают. Если задуматься, то что такое 100 лет? всего лишь 100 раз увидеть лето, 100 раз отметить Новый Год, всего лишь 36 500 раз увидеть, как встаёт солнце утром...
